专利名称：全自动lct液基薄层细胞和细胞dna快速制片与染色一体机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液基薄层细胞和细胞DNA制片与染色的装置，特别是一种全自动 LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体机。
背景技术：
在人体脱落细胞学防癌筛查、早期诊断的检测方法中，宫颈脱落细胞学检测筛查 早期宫颈癌及癌前病变的方法尤显重要。其操作方法为用宫颈刷取材放入保存液瓶，上机 将样本制成细胞悬液后，分成二组，分别进行液基细胞制片及染色，以及细胞DNA薄层制片 与染色。另外，病理切片或冰冻切片也可直接上机进行细胞DNA染色。染好色的细胞膜片封 片后，分别进行由计算机辅助阅片系统(包括TBS报告分析系统，细胞DNA倍体定量分析 系统，病理图像分析系统中的细胞DNA含量和倍体分析)进行扫描阅片，作出液基细胞TBS 分析报告，细胞DNA定量倍体分析报告，病理图像分析系统中的细胞DNA含量和倍体分析报 告，是目前判定CIN(上皮内病变)发展状态的重要方法之一，其中，DNA异倍体是肿瘤细胞 形成过程中的一个生物标记，此方法的实施，能够补充常规细胞学或病理诊断方法的不足， 大可帮助病理医生对肿瘤性质的判定，使其根据以上分析，分别作出早期(宫颈)癌及癌前 病变筛查的早期诊断报告。从以上可以看出，样本的制片和染色的质量，是影响液基细胞TBS分析报告和细 胞DNA定量倍体分析报告的决定性因素。为提高样本的制片和染色的质量，目前相继开发了各种液基细胞制片染色机，如 美国超柏LCT液基制片机，中国专利200920051732. 8也公开自然沉降液基细胞制片染色 机，它包括取样机构、样本盛放机构，玻片盛放座、染色液注入机构、染色针上下运动结构、 下底板以及控制电路。采用该机器可实现标本处理、制片、染色在一台仪器一次完成。具有 制片质量稳定、效率高、细胞完整、分布均勻等优点。但对于细胞DNA制片与染色，目前仍以手工制作为主；不但效率低，制片质量也难 于稳定。细胞DNA制片与染色的滞后，导致细胞DNA定量倍体分析报告的滞后。
发明内容
为克服上述不足，本发明提供一种全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片 与染色一体机。本发明的技术方案是所述制片与染色一体机置于箱体内，其离心装置4与环状 旋转轨道5同一圆心、同一水平位置布置，离心装置4与环状旋转轨道5的上方分别设有样 本仓加液盖11、环状轨道加液盖21 ；内轨搅拌机械臂9、外轨搅拌机械臂7、Feulgen染色机 械臂2、巴氏染色机械臂10呈90度，左吸嘴仓1、右吸嘴仓8呈180度对称布置在离心装置 4与环状旋转轨道5之间的空间中，其中离心装置4为圆盘形，设有均勻布置的下凹的样本仓3，离心装置4与离心转子和电脑控制系统连接；样本仓加液盖11 样本仓加液盖11布置在离心装置4正上方，样本仓加液盖11设 置有与样本仓3相对应的吸管座12 ；吸嘴22置于吸管座12内；吸管座12相互连通，并连 接有吸液控制装置、乙醇注射控制装置、福尔马林注射控制装置、缓冲液注射控制装置；环状旋转轨道5 环状旋转轨道5与旋转驱动装置和电脑控制系统相连，其轨道上 均勻设置有与样本仓3相同数量的玻片架卡座6，玻片架卡座6设有卡槽，玻片架通过卡槽 结构水平固定在玻片架卡座6内；环状轨道加液盖21 环状轨道加液盖21盖在环状旋转轨道5上，环状轨道加液盖 21开有导流孔15，导流孔15的数量和位置与玻片架卡座6内的DNA滴定腔18和液基细胞 膜滴定腔19相对应；与DNA滴定腔18位置相对应的导流孔15通过导流A管14相互连通； 与液基细胞膜滴定腔19位置相对应的导流孔15通过导流B管13相互连通；导流A管14 连接福尔马林注射控制装置、盐酸注射控制装置、蒸馏水注射控制装置、Schiff' s试剂注 射控制装置、乙醇注射控制装置、无水乙醇注射控制装置、二甲苯注射控制装置；导流B管 13连接缓冲液注射控制装置、苏木素注射控制装置、蒸馏水注射控制装置、EA/0G注射控制 装置、无水乙醇注射控制装置、二甲苯注射控制装置；玻片架洁净玻片放置在底板16上，玻片上方隔离成DNA滴定腔18、液基细胞膜 滴定腔19、细胞悬液腔20 ；内轨搅拌机械臂9、外轨搅拌机械臂7、Feulgen染色机械臂2、巴氏染色机械臂10 分别与电脑控制系统连接；内轨搅拌机械臂9、外轨搅拌机械臂7的内管与各自的吸液控制 装置、缓冲液注射控制装置连通；Feulgen染色机械臂2、巴氏染色机械臂10的内管与与各 自的吸液控制装置连通。样本仓加液盖11、环状轨道加液盖21安装在箱体顶部的升降机构上。环状旋转轨道5为同圆心的双轨道。左吸嘴仓1、右吸嘴仓8分别设置有272个仓位，吸嘴22置于仓位内。样本仓3的仓位、样本仓加液盖11上的吸管座12、环状旋转轨道5的玻片架卡座 6均为136个。吸嘴22上装有浆叶23。箱体内设置有恒温控制装置。玻片架的底板16上有防止漏液的塑料软足制片框，四个角设置有卡栓17。本发明的有益效果是，本发明可实现标本处理、制片、染色在一台仪器一次完成。 所制标本片质量稳定、细胞完整、分布均勻。而且可实现对样本全自动LCT液基薄层细胞和 细胞DNA同时同机快速制片与染色，为液基细胞TBS分析报告和细胞DNA定量倍体分析报 告及时、准确的作出提供了坚强的物质保障。本发明处理样本批量大、效率高，尤其适合大 规模防癌普查和大型专科医院的临床诊断和筛查。以下结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述。
图1为本发明俯视图；图2为本发明环状轨道加液盖俯视图3为本发明玻片架结构示意图；图4为本发明样本仓加液盖俯视图；图5为本发明吸嘴主视图。图中1.左吸嘴仓，2. Feulgen染色机械臂，3.样本仓，4.离心装置，5.环状旋转 轨道，6.玻片架卡座，7.外轨搅拌机械臂，8.右吸嘴仓，9.内轨搅拌机械臂，10.巴氏染色 机械臂，11.样本仓加液盖，12.吸管座，13.液基导流B管，14. DNA导流A管，15.导流孔， 16.底板，17.卡栓，18. DNA滴定腔，19.液基细胞膜滴定腔，20.细胞悬液腔，21.环状轨道 加液盖，22.吸嘴，23.浆叶。
具体实施例方式环状旋转轨道5为同圆心的双轨道，内轨拥有玻片架卡座64个，外轨拥有玻片架 卡座72个。样本仓3的仓位、样本仓加液盖11上的吸管座12、均为136个，吸管座12上安 装有吸嘴22。左吸嘴仓1、右吸嘴仓8分别设置有272个仓位，仓位内安装满吸嘴22。本发 明制片和染色流程如下采样预处理用宫颈刷采样后，将收集到细胞的宫颈刷保藏于保存液瓶中，加入适 量0.1% DTT (二硫苏糖醇)消化液，然后将其贴上姓名标签待用。待采集到一定数量的样 本后，将上述的贴有姓名标签的样本保存液瓶用振荡仪振荡30-60min(150次/min)，取出 保存液瓶中的宫颈刷放在瓶盖上，用一次性塑料吸管将保存液瓶中的大约7ml样本分别吸 入已经贴上姓名号码标签的IOml塑料试管内。上机固定将已经贴上姓名号码标签的试管样本依序放入样本仓3内；将玻片置 于底板16上，底板16上放置防漏液的塑料软足制片托，玻片架再通过卡槽结构固定在玻片 架卡座6内；将吸嘴22分别固定在吸管座12内。离心样本管不满136个时，要对称放置，使离心装置4达到平衡状态后，离心装置 4以800r/min的速度离心5min，完成对塑料试管中样本的离心操作。弃上清液驱动样本仓加液盖11向下运动，所有吸嘴22插入到各自正对的样本仓 内。驱动与吸管座12相连的吸液控制装置，吸液控制装置产生负压，吸嘴22吸取上清液排 至废液池，驱动样本仓加液盖11向上运动，完成对所有样本的弃上清液操作。加乙醇驱动与吸管座12相连的乙醇注射控制装置，吸嘴22向各自正对的样本管 内注射50%乙醇1. 5ml，完成对所有样本的加乙醇操作。重复一次上述离心步骤，再重复二次上述弃上清液步骤。加固定液驱动与吸管座12相连的福尔马林注射控制装置，吸嘴22向各自正对的 样本管内注射4%福尔马林缓冲液1. 5ml，完成对所有样本的加固定液操作，固定5min。搅拌混勻驱动样本仓加液盖11向下运动向下运动，全部吸嘴22插入到各自正对 的样本管内。驱动样本仓加液盖11快速小位移往复转动，由于吸嘴装有浆叶23，即使吸嘴 22的小位移运动，也能达到充分搅拌混勻的效果，驱动样本仓加液盖11向上运动，完成对 所有样本的搅拌混勻操作。即制得细胞悬液。注细胞悬液驱动内轨搅拌机械臂9，内轨搅拌机械臂9转至左吸嘴仓1，将吸嘴 22套装在内轨搅拌机械臂9上，将吸嘴22伸入样本仓3的一号样本试管内吸取细胞悬液 0. 5ml，再转至内环轨道相对应的一号样本标签玻片架卡座6，再将吸嘴22伸入细胞悬液腔
620内并注入细胞缓冲液适量。电脑控制系统用C08000原理在600nm光线下或者Lamb波微 来测量细胞悬液的细胞密度，将细胞密度分为密度小、密度大、密度适中三个等级，对密度 小等级的加细胞缓冲液0. 7ml，密度中等级的加细胞缓冲液1.0ml，密度大等级的的加细胞 缓冲1.5ml，使各样本管的细胞密度大致相同，确保所制细胞膜片的质量高。随即搅拌细胞 悬液2S。再由内轨搅拌机械臂9用吸嘴22从细胞悬液腔20吸取经过搅拌的细胞悬液，分 别滴注在同样本号的DNA滴定腔18、液基细胞膜滴定腔19各0. 5ml。内轨搅拌机械臂9将 吸嘴22扔入丢弃孔，完成一个样本的注液操作。左吸嘴仓1、样本仓3、环状旋转轨道5分 别转动相应角度，调整内轨搅拌机械臂9的位置转至左吸嘴仓1装上新吸嘴22，重复上述动 作将第二个样本管内的细胞悬液注入内轨相应号码的玻片架卡座6的DNA滴定腔18、液基 细胞膜滴定腔19内，继续重复上述动作直至将所有样本管内的细胞悬液分别注入内轨相 应号码的玻片架卡座6的DNA滴定腔18、液基细胞膜滴定腔19内，完成对内轨1_64号所有 样本的注细胞悬液操作。驱动外轨搅拌机械臂7及右吸嘴仓8，按照上述相同方法步骤，完成外轨65-136号 样本的注细胞悬液操作。细胞悬液在DNA滴定腔18、液基细胞膜滴定腔19位置水平状态下自然沉淀 IOmin,环状旋转轨道5再正转动和反转动3次，使细胞膜上重叠的细胞振落到膜片上，即制 得高质量单层细胞膜片。Feulgen染色开启恒温控制装置使箱体内保持37°C，盐酸和Schiff' s试剂保 持60°C。依序完成以下工作①福尔马林缓冲液驱动与导流A管14连接福尔马林注射控制装置，10%福尔马 林缓冲液(PH7. 4) 1. Oml经导流A管14，由导流孔15注入所有样本的DNA滴定腔18，固定 5min ；②排废液驱动Feulgen染色机械臂2依序完成下列动作完成排废液转至左吸 嘴仓1，将吸嘴22安装在Feulgen染色机械臂2上，再把吸嘴22伸入一号样本DNA滴定腔 18内吸取余量添加液并排入废液池，然后将吸嘴22放回原位。转动左吸嘴仓1和环状旋转 轨道5，Feulgen染色机械臂2安装好另一支吸嘴22重对下一样本重复上述动作，从内轨1 号开始至64号，再从外轨65号到136号，直至对每个样本DNA滴定腔18完成一次上述动 作；③盐酸水解再驱动与导流A管14相连的盐酸注射控制装置，5mol/L盐酸经导流 A管14，由导流孔15注入所有DNA滴定腔18，每个DNA滴定腔18各注入5mol/L盐酸1ml， 进行5min水解；④漂洗再驱动与A管14相连的蒸馏水注射控制装置，蒸馏水经导流A管14，由 导流孔15注入所有样本的DNA滴定腔18，每个DNA滴定腔18各注入蒸馏水2ml，重复两次 注入蒸馏水，进行两次漂洗；⑤染色驱动与导流A管14相连的品红(Schiff' s)试剂注射控制装置， Schiff' s试剂经导流A管14，由导流孔15注入所有样本的DNA滴定腔18，每个DNA滴定 腔18各注入Schiff' s试剂2ml，染色IOmin ；重复步骤④一次；⑥95%乙醇脱水再驱动与导流A管14连接的乙醇注射控制装置，95%乙醇经导流A管14流，由导流孔15注入所有样本的DNA滴定腔18，每个DNA滴定腔18各注入乙醇 2ml，脱水 IOS ；⑦无水乙醇脱水再驱动与导流A管14连接的无水乙醇注射控制装置，无水乙醇 经导流A管14，由导流孔15注入所有样本的DNA滴定腔18，每个DNA滴定腔18各注入乙 醇2ml，脱水IOS ；⑦注二甲苯驱动与导流A管14相连的二甲苯注射控制装置，二甲苯经导流A管 14，由导流孔15注入所有DNA滴定腔18，每个DNA滴定腔18各注入注二甲苯0. 6ml，保持 5s ；上述每次加试剂程序完成后同时执行一次步骤②，即制得细胞DNA的Feulgen染 色片。巴氏染色与Feulgen染色同时进行，实验序号与Feulgen染色相反排列，序号按照从大到 小，即从136号开始，到1号结束。①缓冲驱动与导流B管13相连的缓冲液注射控制装置，缓冲液Iml经导流B管 13，由导流孔15注入所有液基细胞膜滴定腔19，缓冲30s ；②排废液驱动巴氏染色机械臂10依序完成下列动作完成排废液转至右吸嘴仓 8，将吸嘴22套装在巴氏染色机械臂10上，将吸嘴伸入136号样本液基细胞膜滴定腔19内 吸取余量添加液并排入废液池，然后将吸嘴22放回右吸嘴仓8原位。转动右吸嘴仓8和环 状旋转轨道5，巴氏染色机械臂10安装好另一支吸嘴22重对下一样本重复上述动作，从外 轨136号样本开始，序号按照从大到小，即从136号开始，到1号结束，直至对每个样本液基 细胞膜滴定腔19完成一次上述动作；③注苏木素驱动与导流B管13相连的苏木素注射控制装置，苏木素经导流B管 13，由导流孔15注入所有液基细胞膜滴定腔19各1ml，保持90s ；重复步骤①两次，每次IOs ；④注EA/0G 驱动与导流B管13相连的EA/0G注射控制装置，EA/0G经导流B管 13，由导流孔15注入所有液基细胞膜滴定腔19各1ml，保持90s ；重复步骤①两次；⑤漂洗驱动与导流B管13相连的蒸馏水注射控制装置，蒸馏水经导流B管13， 由导流孔15注入所有液基细胞膜滴定腔19，每个液基细胞膜滴定腔19各注入蒸馏水2ml ； 重复两次；⑥乙醇脱水驱动与导流B管13相连的无水乙醇注射控制装置，无水乙醇经导流 B管13，由导流孔15注入所有液基细胞膜滴定腔19，每个液基细胞膜滴定腔19各注入无水 乙醇1.5ml，进行脱水IOs ；⑦注二甲苯驱动与导流B管13相连的二甲苯注射控制装置，二甲苯经导流B管 13，由导流孔15注入所有液基细胞膜滴定腔19，每个液基细胞膜滴定腔19各注入注二甲苯 0. 6ml，保持 5s ；上述每次加试剂程序完成后同时执行一次步骤②，即制得液基细胞巴氏染色片。取出玻片，在毛玻片处贴好写有姓名编号的小标签，在细胞DNA膜位和液基细胞 膜位分别加中性树胶和盖上盖玻片，将制好的液基细胞和细胞DNA的染色片，分别由计算机辅助细胞检测系统和全自动细胞DNA定量倍体分析系统进行扫描阅片，即可同时作出液 基细胞TBS分析报告和细胞DNA定量倍体分析报告。上述制作流程全部由电脑控制系统自动控制。本发明样本仓3、吸嘴座12、玻片架 卡座6均有136个，一次可处理136个样本。除应用在宫颈、胸腹水、痰液、尿液、脑脊液、穿刺液等标本制片及染色外，本发明 还能对经石蜡或冰冻病理切片做细胞Feulgen染色，用病理图像分析系统中的细胞DNA定 量倍体分析系统报告结果。
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权利要求
一种全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体机，其特征在于所述制片与染色一体机置于箱体内，其离心装置(4)与环状旋转轨道(5)同一圆心、同一水平位置布置，离心装置(4)与环状旋转轨道(5)的上方分别设有样本仓加液盖(11)、环状轨道加液盖(21)；内轨搅拌机械臂(9)、外轨搅拌机械臂(7)、Feulgen染色机械臂(2)、巴氏染色机械臂(10)呈90度，左吸嘴仓(1)、右吸嘴仓(8)呈180度对称布置在离心装置(4)与环状旋转轨道(5)之间的空间中，其中离心装置(4)为圆盘形，设有均匀布置的下凹的样本仓(3)，离心装置(4)与离心转子和电脑控制系统连接；样本仓加液盖(11)样本仓加液盖(11)布置在离心装置(4)正上方，样本仓加液盖(11)设置有与样本仓(3)相对应的吸管座(12)；吸嘴(22)置于吸管座(12)内；吸管座(12)相互连通，并连接有吸液控制装置、乙醇注射控制装置、福尔马林注射控制装置、缓冲液注射控制装置；环状旋转轨道(5)环状旋转轨道(5)与旋转驱动装置和电脑控制系统相连，其轨道上均匀设置有与样本仓(3)相同数量的玻片架卡座(6)，玻片架卡座(6)设有卡槽，玻片架通过卡槽结构水平固定在玻片架卡座(6)内；环状轨道加液盖(21)环状轨道加液盖(21)盖在环状旋转轨道(5)上，环状轨道加液盖(21)开有导流孔(15)，导流孔(15)的数量和位置与玻片架卡座(6)内的DNA滴定腔(18)和液基细胞膜滴定腔(19)相对应；与DNA滴定腔(18)位置相对应的导流孔(15)通过导流A管(14)相互连通；与液基细胞膜滴定腔(19)位置相对应的导流孔(15)通过导流B管(13)相互连通；导流A管(14)连接福尔马林注射控制装置、盐酸注射控制装置、蒸馏水注射控制装置、Schiff′s试剂注射控制装置、乙醇注射控制装置、无水乙醇注射控制装置、二甲苯注射控制装置；导流B管(13)连接缓冲液注射控制装置、苏木素注射控制装置、蒸馏水注射控制装置、EA/OG注射控制装置、无水乙醇注射控制装置、二甲苯注射控制装置；玻片架洁净玻片放置在底板(16)上，玻片上方隔离成DNA滴定腔(18)、液基细胞膜滴定腔(19)、细胞悬液腔(20)；
2.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体 机，其特征在于内轨搅拌机械臂(9)、外轨搅拌机械臂(7)、Feulgen染色机械臂(2)、巴氏 染色机械臂(10)分别与电脑控制系统连接；内轨搅拌机械臂(9)、外轨搅拌机械臂(7)的 内管与各自的吸液控制装置、缓冲液注射控制装置连通；Feulgen染色机械臂(2)、巴氏染 色机械臂(10)的内管与与各自的吸液控制装置连通。
3.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体 机，其特征在于环状旋转轨道(5)为同圆心的双轨道。
4.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体 机，其特征在于样本仓加液盖(11)、环状轨道加液盖(21)安装在箱体顶部的升降机构上。
5.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体 机，其特征在于左吸嘴仓(1)、右吸嘴仓(8)分别设置有272个仓位，吸嘴(22)置于仓位 内。
6.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体机，其特征在于样本仓(3)的仓位、样本仓加液盖(11)上的吸管座(12)、环状旋转轨道 (5)的玻片架卡座(6)均为136个。
7.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体 机，其特征在于吸嘴(22)上装有浆叶(23)。
8.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体 机，其特征在于箱体内设置有恒温控制装置。
9.根据权利要求1所述的全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一 体机，其特征在于玻片架的底板16上有防止漏液的塑料软足制片框，四个角设置有卡栓 (17)。
全文摘要
本发明公开一种全自动LCT液基薄层细胞和细胞DNA快速制片与染色一体机，本制片与染色一体机置于箱体内，其离心装置与环状旋转轨道同一圆心、同一水平位置布置，离心装置与环状旋转轨道的上方分别设有样本仓加液盖、环状轨道加液盖；四个机械臂和两个吸嘴仓对称布置在离心装置与环状旋转轨道之间的空间中。本发明可实现标本处理、制片、染色在一台仪器一次完成。所制标本片质量稳定、细胞完整、分布均匀。而且可实现对样本LCT液基薄层细胞和细胞DNA同时同机快速制片与染色。本发明处理样本批量大、效率高，尤其适合大规模防癌普查和大型专科医院的临床诊断和筛查。
文档编号G01N1/31GK101957279SQ20101029223
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月19日 优先权日2010年9月19日
发明者王伊超, 王珑, 谢爱华 申请人:王珑